并網(wǎng)逆變器，是將太陽(yáng)能所輸出的直流電轉(zhuǎn)換為符合電網(wǎng)要求的交流電，再輸入電網(wǎng)的設(shè)備，是并網(wǎng)型太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換與控制的核心。
并網(wǎng)逆變器作為一種電力電子調(diào)整裝置，主要由晶體管等開(kāi)關(guān)器件構(gòu)成。基本功能是將光伏組件產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)成交流電為系統(tǒng)負(fù)載供電。根據(jù)逆變器的輸入端和輸出端是否隔離，分為隔離型和非隔離型。隔離型逆變器又可分為高頻變壓器型和工頻變壓器型。根據(jù)功率變換的級(jí)數(shù)將逆變器分為單級(jí)式和多級(jí)式。
光伏并網(wǎng)逆變器的控制策略是光伏系統(tǒng)并網(wǎng)控制的關(guān)鍵。一是要保持前后級(jí)之間的直流側(cè)電壓穩(wěn)定；二是要實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電流控制（網(wǎng)側(cè)單位功率因數(shù)正弦信號(hào)電流控制）。
基本介紹
隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步和控制理論的發(fā)展，太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電已經(jīng)成為太陽(yáng)能利用的主要形式。并網(wǎng)逆變器是將太陽(yáng)能所輸出的直流電轉(zhuǎn)換為符合電網(wǎng)要求的交流電再輸入電網(wǎng)的設(shè)備，是并網(wǎng)型光伏系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換與控制的核心。
逆變是與整流相反的過(guò)程，是將直流電能變換成交流電能的過(guò)程。并網(wǎng)逆變器作為一種電力電子調(diào)整裝置，主要由晶體管等開(kāi)關(guān)器件構(gòu)成，通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)器件重復(fù)有規(guī)則地進(jìn)行開(kāi)和關(guān)，實(shí)現(xiàn)將輸人的直流電變?yōu)榻涣麟娸敵觥６鴮?shí)際中，并不只是純粹地對(duì)開(kāi)關(guān)器件重復(fù)進(jìn)行開(kāi)和關(guān)，還需應(yīng)用高頻脈寬調(diào)制技術(shù)（SPWM），將正弦信號(hào)中央的電壓寬度變寬，將兩端的電壓變窄，同時(shí)在半個(gè)周期內(nèi)始終保持開(kāi)關(guān)器件在一定頻率下朝著一個(gè)方向動(dòng)作，就能得到一個(gè)擬正弦波的PWM脈沖波，再經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的濾波即可形成正弦波。
逆變器的主要組成部分有外殼及端子、散熱器、顯示屏、控制板、電源板和功率板。外殼及端子用于接線盒防護(hù)；散熱器用于逆變器的系統(tǒng)散熱；顯示屏用于顯示逆變器的狀態(tài)及數(shù)據(jù)；電源板用于逆變器內(nèi)部供電；控制板是逆變器的核心部件，用于逆變器的功率控制和各種算法控制；功率板也是逆變器的核心部件，主要電路都集中在功率板上。
基本功能
并網(wǎng)逆變器的基本功能是將太陽(yáng)能光伏組件產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)成交流電為系統(tǒng)負(fù)載供電。這是通過(guò)使用基于晶體管的功率電子電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)功率晶體管的開(kāi)關(guān)來(lái)控制，光伏組件在其最大功率點(diǎn)時(shí)獲得功率，并將其傳遞到交流電網(wǎng)（并網(wǎng)系統(tǒng)）或本地負(fù)載（離網(wǎng)系統(tǒng)）。
特點(diǎn)
在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中；并網(wǎng)逆變器作為核心部件，不僅能夠?qū)⒐夥姵禺a(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)變成同頻、同相且與市電幅值相等的交流電送至公共電網(wǎng)，還能夠自由地選擇頻率、振幅和波形輸出電壓、電流，達(dá)到高效、節(jié)能、安全、環(huán)保的目的，以保證逆變器輸出的電能質(zhì)量，提高整體效率。同時(shí)在太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，逆變器還應(yīng)具有以下特點(diǎn)和要求：
以上參考：
常見(jiàn)拓?fù)?/h2>
根據(jù)逆變器的輸入端和輸出端是否隔離，可將逆變器分為隔離型和非隔離型。隔離型逆變器一般都采用變壓器進(jìn)行隔離。隔離型逆變器又可分為高頻變壓器型和工頻變壓器型。也可以根據(jù)功率變換的級(jí)數(shù)將逆變器分為單級(jí)式和多級(jí)式。
隔離型
高頻變壓器型
高頻隔離型光伏并網(wǎng)逆變器使用了高頻變壓器，從而具有較小的體積與質(zhì)量，克服了工頻隔離型光伏并網(wǎng)逆變器的主要缺點(diǎn)。但相比工頻隔離型逆變器，由于又多了DC/DC能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，其效率會(huì)有所降低。但值得一提的是，隨著器件和數(shù)字技術(shù)的改進(jìn)，高頻隔離型光伏并網(wǎng)逆變器的效率也可以做得很高。
一般而言，可按電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類的方法來(lái)研究高頻鏈并網(wǎng)逆變器，主要包括DC-DC變換型（DC/HFAC/DC/LFAC）和周波變換型（DC/HFAC/LFAC)兩大類。
DC-DC變換型高頻鏈光伏并網(wǎng)逆變器中，光伏陣列輸出的電能經(jīng)過(guò)DC-HFAC-DC-LFAC變換并人電網(wǎng)，其中DC/AC-HFT-AC/DC環(huán)節(jié)構(gòu)成了DC-DC變換器。另外，在DC-DC變換型高頻太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)逆變器電路結(jié)構(gòu)中，其輸入、輸出側(cè)分別設(shè)計(jì)了兩個(gè)DC/AC環(huán)節(jié)：在輸入側(cè)使用的DC/AC將光伏陣列輸出的直流電能變換成高頻交流電能，以便利用高頻變壓器進(jìn)行變壓和隔離，再經(jīng)高頻整流得到所需電壓等級(jí)的直流；而在輸出側(cè)使用的DC/AC則將中間級(jí)直流電逆變?yōu)?a href="/hebeideji/4712829710421552427.html">低頻正弦曲線交流電壓，并與電網(wǎng)連接。
周波變換型高頻鏈光伏并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由高頻逆變器、高頻變壓器和周波變換器三部分組成，構(gòu)成了DC-HFAC-LFAC兩級(jí)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。功率變換環(huán)節(jié)只有兩級(jí)，從而達(dá)到簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、減小體積和重量、提高效率的目的，這為實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)逆變器的高頻、高效、高功率密度創(chuàng)造了條件。由于沒(méi)有中間整流環(huán)節(jié)，甚至還可以實(shí)現(xiàn)功率的雙向傳輸。
工頻變壓器型
工頻隔離型是光伏并網(wǎng)逆變器最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)，也是目前市面上使用最多的光伏逆變器類型。工頻變壓器型逆變器采用一級(jí)DC/AC主電路，變壓器置于逆變器與電網(wǎng)之間。這種方式一方面可以有效地防止人接觸到太陽(yáng)能光伏側(cè)的正極或者負(fù)極時(shí)，電網(wǎng)電流通過(guò)橋臂形成回路對(duì)人構(gòu)成傷害；另一方面也保證了系統(tǒng)不會(huì)向電網(wǎng)注入直流分量，有效防止了配電變壓器的飽和。然而，工頻變壓器具有體積大、質(zhì)量大的缺點(diǎn)，它占逆變器總質(zhì)量的50%左右，使得逆變器外形尺寸難以減小；另外，工頻變壓器的存在還增加了系統(tǒng)損耗、成本，并增加了運(yùn)輸、安裝的難度。
其中單相結(jié)構(gòu)常用于幾kW以下功率等級(jí)的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，直流工作電壓一般小于600V，工作效率小于96%。三相全橋結(jié)構(gòu)的直流工作電壓一般在450～820V，工作效率可達(dá)97%；而三電平半橋結(jié)構(gòu)的直流工作電壓一般在600～1000V，工作效率可達(dá)98%，另外，三電平半橋結(jié)構(gòu)可以取得更好的波形品質(zhì)。
非隔離型
單級(jí)式
在單級(jí)非隔離光伏并網(wǎng)逆變器中，光伏陣列通過(guò)逆變器直接耦合并網(wǎng)，因而逆變器工作在工頻模式。另外，為了使直流側(cè)電壓達(dá)到能夠直接并網(wǎng)逆變的電壓等級(jí)，一般要求光伏陣列具有較高的輸出電壓，這便使得光伏組件乃至整個(gè)系統(tǒng)必須具有較高的絕緣等級(jí)，否則將出現(xiàn)漏電現(xiàn)象。
多級(jí)式
在多級(jí)非隔離型光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)中，功率變換部分一般由DC/DC和DC/AC多級(jí)變換器級(jí)聯(lián)組成。由于在該類拓?fù)渲幸话阈枰捎酶哳l變換技術(shù)，因此也稱為高頻非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器。
常見(jiàn)的多級(jí)非隔離光伏并網(wǎng)逆變器主要有基本Boost多級(jí)非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器、雙模式Boost多級(jí)非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器、雙重Boost光伏并網(wǎng)逆變器等。
其中基本Boost多級(jí)非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器的主電路拓?fù)淙鐖D10.15所示，該電路為雙級(jí)功率變換電路。前級(jí)采用Boost變換器完成直流側(cè)太陽(yáng)能光伏陣列輸出電壓的升壓功能以及系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT），后級(jí)DC-AC部分一般采用經(jīng)典的全橋逆變電路完成系統(tǒng)的并網(wǎng)逆變功能。
控制策略
光伏并網(wǎng)逆變器的控制策略是光伏系統(tǒng)并網(wǎng)控制的關(guān)鍵。并網(wǎng)逆變器有兩個(gè)基本控制要求：一是要保持前后級(jí)之間的直流側(cè)電壓穩(wěn)定；二是要實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電流控制（網(wǎng)側(cè)單位功率因數(shù)正弦信號(hào)電流控制），甚至需根據(jù)指令進(jìn)行電網(wǎng)的無(wú)功調(diào)節(jié)，網(wǎng)側(cè)逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心。
間接電流控制通過(guò)控制并網(wǎng)逆變器交流側(cè)電壓矢量來(lái)間接控制輸出電流矢量。其無(wú)須電流檢測(cè)且控制簡(jiǎn)單，但也存在明顯的不足：1、對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化較為敏感；2、由于其基于系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)模型進(jìn)行控制，因此動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢；3、由于無(wú)電流反饋控制，因此并網(wǎng)逆變器輸出電流的波形品質(zhì)難以保證，甚至在動(dòng)態(tài)過(guò)程中含有一定的直流分量。
直接電流控制可以克服間接電流控制方案的上述不足，其依據(jù)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，構(gòu)造了電流閉環(huán)控制系統(tǒng)，不僅提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和輸出電流的波形品質(zhì)，同時(shí)也降低了其對(duì)參數(shù)變化的敏感程度，提高了系統(tǒng)的魯棒性。
在直接電流控制前提下，如果以電網(wǎng)電壓矢量進(jìn)行定向（VOC），通過(guò)控制并網(wǎng)逆變器輸出電流矢量的幅值和相位（相對(duì)于電網(wǎng)電壓矢量），即可控制并網(wǎng)逆變器的有功和無(wú)功功率，以此實(shí)現(xiàn)逆變器的并網(wǎng)控制。
參考資料 >